一款具有大负载电流能力的buck型dcdc控制ic的研究与设计

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1、摘要摘要随着微电子技术快速发展，各种电子设备如雨后春笋般涌现，而电源作为电子设备的重要组成部分，其性能好坏直接决定了电子系统的优劣。在移动智能终端朝着体积越来越薄，重量越来越轻，功能越来越强大的方向发展的背景下，开关电源管理芯片紧随这一潮流，朝着低压，大带载能力的道路上大步迈进。近年来，各种电子设备推陈出新，对电源系统的带载能力越来越苛刻。本文设计了一款宽输入大负载电流的单片集成DC-DC开关电源芯片，芯片内部集成双极性功率管，负载电流能力设计为3A，输入电压范围5.5-36V，输出电压为5V，固定开关频率500KHz。本文首先介绍了开关电源的发展现状和课题的研究意义，分析了DC-DC开

2、关电源基本理论，然后在DC-DC开关电源芯片的研究基础上重点研究如何提高系统的带载能力。带载能力的分析从理论着手，分析它们影响带载能力的原因和过程，在此基础上提出相应的改善思想。最后在通过具体的电路模块将这一思想付诸实践。同时，本芯片在提高转换效率上做了诸多设计考量：采用输出电压对电路进行偏置，拓扑中引用升压电容使得开关功率管工作在饱和区。本芯片采用的是峰值电流PWM控制结构，考虑到大负载能力的设计指标，采用分段线性斜坡补偿并集成反斜坡补偿电路，最大限度提高负载电流能力。基于CSMC2μm36V双极型工艺对芯片系统各项性能指标进行仿真验证，同时为验证集成反斜坡补偿的分段线性斜坡补偿对芯片

3、带载能力有改善作用，本文还给出了一种没有集成反斜坡补偿的分段线性斜坡补偿电路模块作仿真对比，其他模块保持一致。经仿真验证，包括带载能力的各项指标满足设计要求。关键词：带载能力，斜坡补偿，反斜坡补偿，峰值电流PWM控制，Buck结构IABSTRACTABSTRACTWiththerapiddevelopmentofmicroelectronicstechnology,avarietyofelectronicdevicesarespringinguplikemushrooms,andthepowerelectronicdevicesasanimportantpartforelectronic

4、devicesdirectlydeterminestheperformanceoftheelectronicsystem.Asthemobileintelligentterminalsdevelopingmorelight,morepowerful，smallerandthinner,switchingpowermanagementchipwillfollowthistrendtowardlow-voltage,highloadcapacityclosely.Inrecentyears,electronicequipmentsismorestrictforloadcapacity.Thi

5、spaperdesignaDC-DCswitchingpowermanagementchipwithwiderangeofinputvoltageandhignloadcurrent,withaintegratedon-chippowertransistor.theloadcapacityofthischipis3A,therangeofinputvoltageis5.5-36Vandtheoutputvoltageis5V,thefixedswitchingfrequencyis500KHz.Firstly,thispaperintroducescurrentsituationofsw

6、itchingpowersupplyandsignificanceofthemestudying,analyzesthebasictheoryofDC-DCswitchingpowersupply.Secondly,basedonthechip,thispaperFocusonhowtoimprovetheloadcapacityofthesystem.wemakeatheoreticalanalysisaboutthecausesandprocesses.ThengivinganappropriatesolutionbasedonthisFoundation.Finally,throu

7、ghspecificcircuit,weputtheideaintopractice.Atthesametime,Improvingpowerefficiencyofthechiphasdonealotofdesignconsiderations:Providingbiastosystemwiththeoutputvoltage;thetopologyusesboostcapacitorsothattheswitchingtrans